Антипсихотическое действие нейролептиков связано преимущественно с блокадой D2-рецепторов и изменением дофаминергической нейротрансмиссии, что в свою очередь может вызвать экстрапирамидные расстройства и гиперпролактинемию. Развитие тех или иных клинических эффектов блокады D2-рецепторов зависит от воздействия на различные дофаминергические пути в ЦНС. С блокированием трансмиссии в нигростриальной системе связано развитие экстрапирамидных симптомов (ЭПС), в мезолимбической системе -антипсихотического эффекта, в тубероинфундибулярной системе — гиперпролактинемии, мезокортикальной — усиление негативной симптоматики и когнитивных нарушений. Антипсихотические препараты не одинаково связываются с D2-рецепторами в разных структурах мозга. Некоторые препараты в зависимости от применяемой дозы способны блокировать пресинаптические D2/3-рецепторы и парадоксально облегчать дофаминергическую нейропередачу, в том числе на корковом уровне (сульпирид, амисульприд). В клинике это может проявляться в виде дезингибирующего или активирующего эффекта. Атипичные антипсихотики могут также блокировать 5-НТ2-серотониновые рецепторы, с чем связывают их способность уменьшать выраженность негативной симптоматики и когнитивных нарушений у больных шизофренией, т. к. серотониновые рецепторы 2 типа расположены преимущественно в коре головного мозга, и их блокада приводит к опосредованной стимуляции дофаминергической передачи.